氯化氫合成余熱資源綜合利用

孔令媛（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

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氯化氫合成余熱資源綜合利用

孔令媛
（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

摘要：本文介紹了唐山三友氯堿有限責(zé)任公司對(duì)氯化氫合成爐余熱資源進(jìn)行了有效開發(fā)利用并推動(dòng)了節(jié)能減排工作的開展。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；余熱；能源；綜合利用

1　簡述

化工生產(chǎn)過程就是能量的利用、轉(zhuǎn)化和消耗的過程?；どa(chǎn)過程需要消耗各種形式的能源來生產(chǎn)產(chǎn)品，如電力、蒸汽、燃料等，但實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，在得到產(chǎn)品的同時(shí)還能夠提供一定能量。這些化工生產(chǎn)過程一般屬于有機(jī)化工類或石油化工類。雖然耗能高，但可有效回收利用的能源也很可觀。氯化氫合成反應(yīng)余熱能量足，質(zhì)量好，有很好的回收利用價(jià)值。

2　氯化氫合成余熱綜合利用情況

2.1通過換熱器間接加熱物料

在一期和二期生產(chǎn)裝置中，唐山三友氯堿有限責(zé)任公司廣泛采用熱水型氯化氫石墨合成爐來生產(chǎn)氯化氫。熱水型氯化氫合成爐由石墨筒體、熱水夾套和石墨冷卻器組成，日產(chǎn)氯化氫氣體80 t，通過夾套內(nèi)熱水移走合成反應(yīng)熱，同時(shí)副產(chǎn)大量95℃左右的熱水。熱水主要通過水泵輸送至電解工序和一次鹽水精制工序用于加熱鹽水，剩余少量用于生活水加熱、冬季采暖和管道伴熱。

經(jīng)過2年的生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這種工藝對(duì)氯化氫合成余熱利用率較低：氯化氫合成余熱進(jìn)入熱水中，除用于加熱鹽水外，還需要用循環(huán)水進(jìn)行冷卻，既損失了大量余熱資源又浪費(fèi)了循環(huán)水等公用工程資源。在夏季，生產(chǎn)系統(tǒng)加熱需求銳減，循環(huán)水自身溫度較高，冷卻效果差，不能滿足氯化氫合成爐副產(chǎn)熱水的進(jìn)爐溫度要求；同時(shí)，為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，需排放大量副產(chǎn)熱水并補(bǔ)充常溫新鮮純水；而在冬季，系統(tǒng)運(yùn)行需要大量熱水供熱，副產(chǎn)熱水經(jīng)常無法滿足生產(chǎn)需求，尚需額外補(bǔ)充蒸汽。

2.2通過熱制冷設(shè)備制取冷量應(yīng)用于生產(chǎn)

溴化鋰制冷機(jī)組是一種不用機(jī)械功，只依靠熱能取得制冷效果的裝置。機(jī)組本身是以熱為代價(jià)進(jìn)行制冷，可以利用低溫?zé)崮?，特別是直接利用工業(yè)生產(chǎn)中的余熱和廢熱，制冷能力大、耗電少。機(jī)組以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，由吸收器、溶液泵、解析器和減壓閥組成所謂“化學(xué)泵”。由于溴化鋰本身不揮發(fā)，解析器不需要精餾塔，只要簡單的解析器即可，而且熱力系數(shù)較高，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)需要。

該公司燒堿車間與水汽車間聯(lián)合對(duì)熱水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。除去生產(chǎn)加熱所需，其余熱水夏季引入溫水型溴化鋰制冷機(jī)組，生產(chǎn)7℃冷凍水，用于廠區(qū)辦公樓和中央控制室等場(chǎng)所的中央空調(diào)制冷；春秋兩季則根據(jù)熱量平衡情況逐步縮減溴化鋰運(yùn)行負(fù)荷；冬季則根據(jù)實(shí)際決定維持溴化鋰制冷機(jī)組運(yùn)行或停運(yùn)保養(yǎng)。機(jī)組投入運(yùn)行后，節(jié)能效果良好，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3通過蒸汽合成爐副產(chǎn)中壓蒸汽應(yīng)用于生產(chǎn)

2.3.1副產(chǎn)蒸汽技術(shù)

氯化氫合成反應(yīng)中釋放的熱量不僅數(shù)量足且質(zhì)量好，是化工生產(chǎn)過程中一項(xiàng)寶貴的不可多得的余熱資源，應(yīng)盡量加以回收利用。該公司已回收其中一部分能量，起到了節(jié)能效果。余熱回收利用過程中應(yīng)盡量避免能量無償降級(jí)。實(shí)際在熱水型氯化氫合成爐副產(chǎn)出熱水的同時(shí)，合成反應(yīng)釋放的能量就已經(jīng)發(fā)生貶質(zhì)。合成爐副產(chǎn)的高溫?zé)崴瑹崮苁悄芗?jí)很低的熱能，有效能含量低，回收利用比較困難，除了用來加熱部分液體物料和生產(chǎn)冷凍水外暫時(shí)沒有其他用處。如果能將副產(chǎn)所含熱能能級(jí)較高的中壓蒸汽，則可大幅減少系統(tǒng)能量貶質(zhì)，達(dá)到了節(jié)能的目的。

氯化氫合成反應(yīng)氣相中心溫度可達(dá)到2 000℃，即使由熱水冷卻后溫度仍在300℃以上。由此在理論上氯化氫合成副產(chǎn)中壓蒸汽是可行的。

蒸汽用途相對(duì)廣泛，單位質(zhì)量能量更多，既可用于物料加熱，也可用于鹽酸脫吸、PVC干燥等工藝操作，甚至也可通過透平機(jī)做功發(fā)電。

2.3.2副產(chǎn)蒸汽綜合效益計(jì)算

三四期建設(shè)過程中，該公司大膽采用國內(nèi)氯堿行業(yè)最新技術(shù)蒸汽式氯化氫合成爐，提高了合成爐化工余熱的利用效率。

新投用的蒸汽型氯化氫石墨合成爐，可日產(chǎn)氯化氫120～150t，同時(shí)副產(chǎn)蒸汽壓力可達(dá)到0.3～0.4 MPa，單臺(tái)爐可日產(chǎn)中壓蒸汽72 t以上，所回收能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱水型氯化氫合成爐。

根據(jù)相關(guān)資料，中壓蒸汽為耗能工質(zhì)，可以對(duì)其進(jìn)行折標(biāo)和換算，并以此來標(biāo)定節(jié)能效果：低壓蒸汽對(duì)標(biāo)準(zhǔn)煤的比例為0.128 6 kg標(biāo)煤/kg（中壓蒸汽的折標(biāo)比例更高），而標(biāo)煤和電力的等價(jià)折算比例為0.404 0 kg標(biāo)煤/kW·h。由此可以計(jì)算出蒸汽式氯化氫合成爐余熱利用回收效果為節(jié)煤：

72 t/d.臺(tái)×2臺(tái)÷24 h/d×8 000 h/a×0.128 6＝6 172.8（t）標(biāo)煤；

效益：6 172.8 t÷0.404 kg/kW·h×0.5元/kW·h＝763.9（萬元）

也就是說氯化氫合成反應(yīng)余熱采用副產(chǎn)中壓蒸汽的方式回收再利用可帶來間接效益不少于700萬元/a。由引可看出新技術(shù)新設(shè)備對(duì)促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的重大意義和廣闊的前景。

3　結(jié)論

三友氯堿通過大力推廣先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，積極響應(yīng)唐山三友集團(tuán)促進(jìn)節(jié)能減排和推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，不斷深入挖潛，降低生產(chǎn)成本，降低單位生產(chǎn)能耗，并取得了極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

綜上所述，化工企業(yè)需積極優(yōu)化生產(chǎn)工藝，采用能量優(yōu)化利用原則，合理組織能量多次利用，高能高用，低能低用，按質(zhì)用能，按需供能。具體說來就是對(duì)余熱資源要先產(chǎn)功再用熱，即使對(duì)熱量利用也要按能級(jí)高低分別回收使用。如用高溫?zé)嵩醇訜岣邷匚锪?，低溫?zé)嵩醇訜岬蜏匚锪希瑯?gòu)成按能量等級(jí)高低綜合利用的總能體系，從而達(dá)到較高的能量利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效平衡。

Comprehensive utilization of waste heat hydrogen chloride synthesis

KONG Ling-yuan
（Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，Hebei Tangshan 063305，China）

Abstract：Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，to continuously improve the level of energy use，waste heat of hydrogen chloride synthesis furnace for an effective development and utilization，promote the development of energy conservation work.

Key words：energy conservation；waste heat；energy；comprehensive utilization

中圖分類號(hào)：TQ11+5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）01-0035-02

收稿日期：2015-07-21